在当今的光学测量领域,LED光通量的精确测量至关重要。然而,LED光源的特性给光通量测量带来了诸多挑战。与传统光源相比,LED具有更强的方向性,其光线并非在整个空间均匀分布。这使得在光谱积分球表面的LED直射光分布不均匀,进而导致不同LED的直射光在探测器上产生不同的反射特征。由于探测器和挡板的位置固定,这种反射分布的差异直接表现为信号波动。在普通测试系统中,不同发光角的LED以及同一LED的不同放置方向,即使额定光通量相同,实际测量值也会不同。有客户验证结果显示,普通LED测试系统中LED放置方向对光通量测量结果的影响超过50%(即不同方向测量同一LED的最大信号和最小信号的差值)。而且,当测量不同LED的不同发光角度时,光谱积分球内部表面的分布差异会使直接反射的分布对探测器的影响不同,从而直接影响测量精度。

光谱积分球内部反射特性是影响LED方向性对测量精度的关键因素之一。在普通LED测试系统中,光谱积分球表面涂层的反射率和朗伯特性往往不理想。一方面,低反射率会导致LED直射光在几次反射后逐渐衰减。但在整个光混合过程中,直接照射光和反射光都占较大比例且起主导作用。在某些情况下,低反射率材料会在挡板探头背面产生强烈的阴影效应,这是直线反射的光影效果,会导致测量不准确。另一方面,较低的漫反射率将严重影响信号的衰减。因为在光测量过程中,光在光谱积分球中多次反射,每次反射都会产生一定的衰减,且反射度对光强的影响在多次反射后会得到加强。例如,反射光在光谱积分球反射了15次,若反射率存在5%的差异,信号衰减可能会超过一倍,而实际光谱积分球的反射率差异往往更大。
目前的LED测试系统通常使用卤钨灯作为标准光源,与LED相比,其在外观、照明分布特征和光谱特性等方面都有很大区别。因此,两者的差异需要通过吸收系数进行修正。而且,由于标准灯和测量LED的外部结构差异较大,包括LED灯座的吸光影响以及标准灯具安装位置和LED安装位置之间的差异,这些都会对测试结果的准确性产生重要影响。
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